保护水冷壁的作用；煤灰粘度过高则熔渣流动性减弱，在出渣口流动缓慢，排渣不畅。对煤灰的粘温特性要求苛刻，则意味着现有气化炉煤种适用性较差，必须选择合适的煤种才能正常运行。本发明中，80%的熔渣被甩至壁面处，水冷壁面形成一定厚度的渣层，渣层厚度对煤灰的粘温特性不敏感，因此本发明煤种适用性极强。在市场煤价波动的时期，气化炉对煤种的“不挑剔性”，能够为生产企业提供多重选择，大大提高企业的盈利能力。
[0023]七、相同容积、压力下，本发明中煤粉炉内停留时间长，气化时间长，气化速率高。
(I)相同炉膛容积、压力下，相比现有技术的气化炉，本发明中煤粉在炉内停留时间长，气化时间长。现有技术中煤粉与气化剂运行轨迹如图3所示，气化剂携带着煤粉从气化炉顶端直接流向底端，由于煤粉颗粒一般小于75微米，气流对煤粉的携带能力极强，煤粉在炉内停留时间即携带着煤粉的气化剂从气化炉顶端直接流至底端的时间，停留时间很短，约4?6s ;本发明中熔渣在离心力的作用下，约80%的熔渣被甩到壁面上形成渣层，煤粉在炉内的停留时间为液态熔渣从气化炉顶部沿壁面缓慢流动至底部的时间。由于气化剂沿切向喷入炉内，在炉内做旋转流动，气化剂对沿壁面向下流动的液态熔渣携带能力较弱，并且液态熔渣粘度较大，沿着壁面缓慢向下流动，这就大大延长了煤粉在气化炉内停留时间，停留时间约为12?16s，相同炉膛容积、压力下煤粉停留时间是现有技术的2?4倍。(2)本发明气化反应速率高。气化炉内温度较高，气化反应属于扩散控制区，所述扩散控制区是指在较高温度下，反应速率极快，以致任何气体一到达煤焦颗粒表面，就立即与碳元素反应而迅速耗尽。这时穿过边界的扩散就成为控制因素，而穿过边界层的扩散是由煤粉与气化剂的相对速度决定的，因此气化炉中煤粉与气化剂的相对速度决定着气化反应的速率。现有技术中煤粉与气化剂由烧嘴喷出后，约占总量10%的熔渣粘附在壁面处形成渣膜，剩余熔渣与气化剂一起同向流动。约占总量90%的熔渣与气化剂一起以较低速度同向流动，流动速度约为0.4?0.6m/s，两者相对速度更低，约为0.08?0.12m/s，在壁面处形成渣膜的熔渣与贴近壁面的气化剂气流发生气化反应，两者相对速度近似于气化剂气流的流动速度，约为0.4?0.6m/s，相对速度较低，气体扩散到颗粒表面缓慢，气化反应速率低。本发明中由于强旋气流的作用，约占总量80 %的熔渣在壁面上形成渣层，剩余熔渣随气化剂在炉内旋转流动。渣层沿着壁面向下流动，而气化剂则高速旋转冲刷渣层，气化剂入口处气化剂气流切向速度为100?200m/s，随着流动过程逐渐衰减，合成气出口处气化剂气流切向速度衰减为50?100m/s，气化剂平均切向速度约为75?150m/s。壁面上的熔渣与气化剂的相对速度近似于气化剂的切向速度，平均为75?150m/s，为现有技术的900?1200倍。约占总量20%的熔渣随气化剂在炉内做旋转流动，气化剂平均速度为75?150m/s，气化剂速度大，湍流强度大，气化反应速率高。由此可见本发明中气化剂速度大，煤粉与气化剂的相对速度大，气体扩散到颗粒表面的速度大，所以本发明的气化效率远高于现有技术的气化炉。
[0024]八、本发明中依靠回流的高温合成气点火，着火稳定。现有技术中煤粉喷入炉膛后与气化剂一起向下流动，在向下流动过程中，煤粉不断受到高温合成气的辐射，温度逐渐升高，当其温度升高到高于其燃点时便被点燃。由于炉膛内流场的扰动及温度场的波动等原因，煤粉着火位置、着火时间随之波动，着火不稳定。本发明由于旋转气流在近壁面区流动，炉膛中心压力较低，炉膛底部的高温合成气被卷吸到炉膛中心向上流动，形成稳定的高温中心回流区，高温中心回流区内高温合成气回流到煤粉烧嘴根部，与煤粉气流混合，点燃煤粉，可保证煤粉稳定着火。
[0025]九、本发明节省投资。由优点七可知，本发明的煤粉在炉内停留时间、气化反应速率均远高于现有技术，气化强度大。因此在相同压力、相同造气量的情况下，本发明中气化炉设备远小于现有技术的气化炉设备，并且气化强度与现有技术相当甚至优于现有技术。从而节省了大量设备投资。
[0026]十、本发明煤粉与空气混合充分，着火早。现有技术煤粉烧嘴的煤粉通道与气化剂通道之间有水冷夹套，水冷夹套由外壁、进水通道、中间夹层、出水通道、外壁组成，因此水冷夹套较厚，厚度约为75_。煤粉通道与气化剂通道小，厚度约为10_。煤粉由氮气或二氧化碳输送，氮气与二氧化碳为惰性气体，烧嘴出口处煤粉气流与气化剂气流之间的距离是煤粉气流厚度的7.5倍，不利于煤粉与气化剂的迅速混合，着火不及时。与本发明同时申报的，采用氮气或者二氧化碳输送煤粉的发明中，由于采用的输粉气体为惰性气体，煤粉送入炉内后需要流动一段距离后才能与气化剂中的氧气混合，同样存在着火不及时的问题。本发明中使用空气输送煤粉，空气中含有21 %的氧气，有少量氧随煤粉一起进入炉膛内，为煤粉的初期燃烧提供氧，与现有技术相比，着火早。
[0027]^^一、本发明采用空气送粉，空气可就地取材，节省投资。现有技术中采用氮气或二氧化碳输送煤粉，氮气或二氧化碳消耗量较大，一台造气量40000Nm3/h的常压气化炉输送煤粉需要的氮气或二氧化碳约为1500Nm3/h。氮气是从空气中分离出来的，分离过程消耗大量电能。二氧化碳一般是某些化工环节的副产物，来源容易受到限制。本发明中采用空气输送煤粉，相比氮气送粉节省了大量电能，另外空气可就地取材，使用方便，不受其他工艺限制。
[0028]十二、本发明降低了氧气消耗量，节省运营成本。现有技术中输送煤粉采用氮气或二氧化碳，氮气为惰性气体，不参与反应；而二氧化碳参与吸热的还原反应，为了维持炉温，输粉用的二氧化碳越多，就需要加入更多的氧气燃烧反应放热以维持炉温。气化反应用氧主要来源于气化剂中的氧气，一台燃煤量为1000t/d的气化炉的氧气消耗量约为750t/d。本发明中采用空气送粉，成本低廉，输送煤粉的空气中氧气量占气化总氧量10%?40%。当气化消耗的总氧量一定时，本发明的气化剂氧气用量比现有技术节省约10%?40%。氧气是从空气中分离出来的，分离过程耗电量大，本发明降低大量氧的消耗量，相应节省大量电能。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的整体结构示意图(煤粉烧嘴处向下的箭头表示煤粉和空气进入的方向，标号10为渣层，标号11为回流的合成气，标号15为中心回流边界、标号16煤粉气流)；图2是图1沿A-A处的剖视图；图3是现有的煤粉气化装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]【具体实施方式】一:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种空气送粉气化剂强旋转煤粉气化装置包括煤粉烧嘴1、气化炉体2、气化炉膛3、合成气通道5和渣池6，气化炉膛3安装在气化炉体2内，煤粉烧嘴I安装在气化炉体2的上端并与气化炉体2的气化炉膛3连通，合成气通道5密封插接在气化炉体2的下部，渣池6位于气化炉体2内的底部，它还包括气化剂喷管7和旋流叶片8，气化剂喷管7密封插装在气化炉膛3的上部，煤粉烧嘴I内设有环形煤粉通道9，旋流叶片8安装在环形煤粉通道9的近火端，煤粉由空气携带经由煤粉通道9送入炉内。
[0031]【具体实施方式】二:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的气化炉膛3是由水冷壁围成的回转体。如此设置，便于设置在气化炉体2内并与气化炉体2的内腔结构相匹配。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0032]【具体实施方式】三:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的水冷壁包括多根圆管4，多根圆管4竖直排列围成水冷壁。如此设置，便于对气化炉体2进行冷却。其它组成和连接关系与【具体实施方式】二相同。
[0033]【具体实施方式】四:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的气化剂喷管7沿切向方向密封插装在气化炉膛3内。如此设置，便于形成气化炉内强烈的旋转流场。其它组成和连接关系与【具体实施方式】二或三相同。
[0034]【具体实施方式】五:结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的煤粉烧嘴I的轴线与气化炉膛3的轴线重合。如此设置，便于煤粉气流在气化炉内各方向分布均匀。其它组成和连接关系与【具体实施方式】四相同。
[0035]【具体实施方式】六